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无人机(jī)的空气动力之升(shēng)力

 

升力是飞行器(qì)区别于别的(de)物体运(yùn)动的一个很重要的(de)物理量,“升力”顾名思义就是指使飞机离开地(dì)面,飞向空中的力,而“升力”的产生大部分(fèn)来自(zì)机翼本身,本篇主要介(jiè)绍机翼的升力是如何产生的。了解(jiě)“升力”需要知道三(sān)个一,一(yī)则(zé)定律,一个形状和一条公式。

一、一个形状——机翼(yì)翼型

当(dāng)我们从上向下俯视飞机时,机翼(yì)是个长方形,而翼型,是指我们从向右或从右向左的机翼剖面形状(zhuàng)

翼型更像个水(shuǐ)滴形状,最右端的点为翼型的前缘点(diǎn),最(zuì)左端的点为翼型(xíng)的后(hòu)缘点,两点之间(jiān)的连线为翼(yì)弦,翼(yì)弦决定升力体或机翼的宽(kuān)度,翼(yì)弦(xián)将翼型分成上下两部分,上部分为翼型的上(shàng)弧(hú)线,下部分为(wéi)翼型的下弧线(xiàn),连(lián)接上下弧面做翼弦的(de)垂线,为翼型的宽度,最(zuì)后连接前缘点与后缘点,并经过垂线中点,为翼型的弯(wān)度,弯度越大,翼型越不对称。

二、一则定律——伯努利(lì)定(dìng)律

伯努(nǔ)利定律是描述有(yǒu)关流体连(lián)续性介质的运(yùn)动规律,其实质(zhì)是(shì)机(jī)械(xiè)能守(shǒu)恒,简单来说,就是(shì)在(zài)环境一(yī)定的情况(kuàng)下,流速快(kuài)的地(dì)方,压力小,流速(sù)慢的(de)地方(fāng)压力大。   

空气在经流机翼后,会(huì)在前缘点(diǎn)处分成两股(gǔ)分流,经流上弧面(miàn)的气流,因相较(jiào)于下弧面(miàn)流速快。根(gēn)据伯努利(lì)定律,上弧(hú)面的压力要小于下(xià)弧面,因此产(chǎn)生由下而(ér)上的托举力,也就(jiù)是升力(lì)。

三、一条(tiáo)公(gōng)式——升力公式(shì)

升力公(gōng)式 L = 1/2ρ v² S Cy ,其中 v²为升力体与空气(qì)的相(xiàng)对速度,S为(wéi)升力(lì)体的投(tóu)影面积,Cy为升力系(xì)数。上述几个是决(jué)定升力力度的物(wù)理量,飞机(jī)速(sù)度越(yuè)快,机翼面积越大或升(shēng)力系数越高(翼型的弯度和机(jī)翼与来流(liú)的迎角),升力(lì)也就越(yuè)大。

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